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超亮 Ic 型超新星:捕捉磁星的尾巴

高能天体物理现象 2015-06-15 v3 宇宙学与河外天体物理

摘要

我们报告了迄今为止发现的红移最低的五个超亮 Ic 型超新星 (SL-SNe Ic) 的广泛观测数据,即 PTF10hgi、SN2011ke、PTF11rks、SN2011kf 和 SN2012il。对峰值后 +50 至 +230 天的瞬变源进行测光成像并结合宿主星系扣除,揭示了其中四个 SL-SNe 存在明亮的尾部阶段。来自 xshooter 的高分辨率光学和近红外光谱在 SN2012il 的光谱 (+50d) 中探测到了宽 He I λ\lambda10830 发射线,表明至少某些 SL-SNe Ic 并非完全不含氦。乍一看,我们测量的尾部光度下降率与 \co 的放射性衰变一致,这将需要 1-4M 的 \ni 来产生该光度。这些 \ni 质量无法与峰值处的短扩散时间相一致,事实上也不足以提供峰值光度。我们更倾向于新生磁星的自旋减速能量沉积作为这些天体的能量来源。一个具有磁星自旋减速能量输入的半解析扩散模型很好地重现了广泛的光变曲线数据。模型预测所需的抛射物速度和温度与我们观测确定的结果合理一致。我们推导出磁星能量为 0.4E0.4\lesssim E(105110^{51}erg) 6.9\lesssim6.9,抛射物质量为 2.3Mej2.3\lesssim M_{ej}(\M) 8.6\lesssim 8.6。此处展示的五个 SL-SNe Ic 样本,加上迄今为止采样最好的 SL-SNe Ic(SN 2010gx),指向由磁星驱动的爆炸是所有 SL-SNe Ic 的可行解释。

关键词

引用

@article{arxiv.1304.3320,
  title  = {Super Luminous Ic Supernovae: catching a magnetar by the tail},
  author = {C. Inserra and S. J. Smartt and A. Jerkstrand and S. Valenti and M. Fraser and D. Wright and K. Smith and T. -W. Chen and R. Kotak and A. Pastorello and M. Nicholl and F. Bresolin and R. P. Kudritzki and S. Benetti and M. T. Botticella and W. S. Burgett and K. C. Chambers and M. Ergon and H. Flewelling and J. P. U. Fynbo and S. Geier and K. W. Hodapp and D. A. Howell and M. Huber and N. Kaiser and G. Leloudas and L. Magill and E. A. Magnier and M. G. McCrumm and N. Metcalfe and P. A. Price and A. Rest and J. Sollerman and W. Sweeney and F. Taddia and S. Taubenberger and J. L. Tonry and R. J. Wainscoat and C. Waters and D. Young},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1304.3320},
  year   = {2015}
}

备注

34 pages, 19 figures, accepted by ApJ. 1 figure added and some sections have been reorganised with respect to the previous version